備戰(zhàn)2020年高考數(shù)學(xué) 考點一遍過 考點06 二次函數(shù)與冪函數(shù) 文(含解析)
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1、考點06二次函數(shù)與冪函數(shù) (1)了解冪函數(shù)的概念. (2)結(jié)合函數(shù)的圖象,了解它們的變化情況. 一、二次函數(shù) 1.二次函數(shù)的概念 形如的函數(shù)叫做二次函數(shù). 2.表示形式 (1)一般式:f(x)=ax2+bx+c(a≠0). (2)頂點式:f(x)=a(x?h)2+k(a≠0),其中(h,k)為拋物線的頂點坐標(biāo). (3)兩根式:f(x)=a(x?x1)(x?x2)(a≠0),其中x1,x2是拋物線與x軸交點的橫坐標(biāo). 3.二次函數(shù)的圖象與性質(zhì) 函數(shù)解析式 圖象(拋物線) 定義域 R 值域 對稱性 函數(shù)圖象關(guān)于直線對稱 頂點坐標(biāo)
2、 奇偶性 當(dāng)b=0時是偶函數(shù),當(dāng)b≠0時是非奇非偶函數(shù) 單調(diào)性 在上是減函數(shù); 在上是增函數(shù). 在上是增函數(shù); 在上是減函數(shù). 最值 當(dāng)時, 當(dāng)時, 4.常用結(jié)論 (1)函數(shù)f(x)=ax2+bx+c(a≠0)的圖象與x軸交點的橫坐標(biāo)是方程ax2+bx+c=0的實根. (2)若x1,x2為f(x)=0的實根,則f(x)在x軸上截得的線段長應(yīng)為|x1?x2|=. (3)當(dāng)且()時,恒有f(x)>0();當(dāng)且()時,恒有f(x)<0(). 二、冪函數(shù) 1.冪函數(shù)的概念 一般地,形如y=xα(α∈R)的函數(shù)稱為冪函數(shù),其中底數(shù)x為自變量,α為常數(shù). 2.幾個常見
3、冪函數(shù)的圖象與性質(zhì) 函數(shù) 圖象 定義域 值域 奇偶性 奇函數(shù) 偶函數(shù) 奇函數(shù) 非奇非偶函數(shù) 奇函數(shù) 單調(diào)性 在上單調(diào)遞增 在上單調(diào)遞減;在上單調(diào)遞增 在上單調(diào)遞增 在上單調(diào)遞增 在和上單調(diào)遞減 過定點 過定點 過定點 3.常用結(jié)論 (1)冪函數(shù)在上都有定義. (2)冪函數(shù)的圖象均過定點. (3)當(dāng)時,冪函數(shù)的圖象均過定點,且在上單調(diào)遞增. (4)當(dāng)時,冪函數(shù)的圖象均過定點,且在上單調(diào)遞減. (5)冪函數(shù)在第四象限無圖象. 考向一求二次函數(shù)或冪函數(shù)的解析式 1.求二次函數(shù)解析
4、式的方法 求二次函數(shù)的解析式,一般用待定系數(shù)法,其關(guān)鍵是根據(jù)已知條件恰當(dāng)選擇二次函數(shù)解析式的形式.一般選擇規(guī)律如下: 2.求冪函數(shù)解析式的方法 冪函數(shù)的解析式是一個冪的形式,且需滿足: (1)指數(shù)為常數(shù); (2)底數(shù)為自變量; (3)系數(shù)為1. 典例1若函數(shù)是冪函數(shù),且滿足,則 A. B. C. D.?3 【答案】A 【解析】由題意可設(shè)為常數(shù)), 因為滿足,所以,所以, 所以,所以. 故選A. 1.已知冪函數(shù)的圖象經(jīng)過點8,4,則不等式f6x+3≤9的解集為_______. 考向二冪函數(shù)的圖象及性質(zhì)的應(yīng)用 1.冪函數(shù)y=xα的圖象與性質(zhì),由于α值的
5、不同而比較復(fù)雜,一般從兩個方面考查: ①α的正負(fù):當(dāng)α>0時,圖象過原點,在第一象限的圖象上升;當(dāng)α<0時,圖象不過原點,在第一象限的圖象下降,反之也成立. ②冪函數(shù)的指數(shù)與圖象特征的關(guān)系 當(dāng)α≠0,1時,冪函數(shù)y=xα在第一象限的圖象特征如下: α α>1 0<α<1 α<0 圖象 特殊點 過(0,0),(1,1) 過(0,0),(1,1) 過(1,1) 凹凸性 下凸 上凸 下凸 單調(diào)性 遞增 遞增 遞減 舉例 y=x2 、 2.利用冪函數(shù)的單調(diào)性比較冪值大小的技巧: 結(jié)合冪值的特點利用指數(shù)冪的運算性質(zhì)化成同指數(shù)冪,選擇適當(dāng)?shù)?/p>
6、冪函數(shù),借助其單調(diào)性進行比較. 典例2 如圖所示的曲線是冪函數(shù)在第一象限的圖象,已知,相應(yīng)曲線對應(yīng)的值依次為 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】結(jié)合冪函數(shù)的單調(diào)性及圖象,易知曲線對應(yīng)的值依次為. 故選B. 2.已知函數(shù)f(x)=(m2-m-1)xm2+2m-3是冪函數(shù),且其圖象與兩坐標(biāo)軸都沒有交點,則實數(shù)m= A.-1 B.2 C.3 D.2或-1 典例3 設(shè),則的大小關(guān)系是 A.a(chǎn)>c>b B.a(chǎn)>b>c C.c>a>b D.b>c>a 【答案】A 【解析】因為在上是增函數(shù),所以 又因為在上是減函數(shù),所以. 綜上,a>c>b.
7、 故選A. 【名師點睛】同底數(shù)的兩個數(shù)比較大小,考慮用指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性;同指數(shù)的兩個數(shù)比較大小,考慮用冪函數(shù)的單調(diào)性,有時需要取中間量. 3.已知,,,則下列結(jié)論成立的是 A. B. C. D. 考向三二次函數(shù)的圖象及性質(zhì)的應(yīng)用 高考對二次函數(shù)圖象與性質(zhì)進行單獨考查的頻率較低,常與一元二次方程、一元二次不等式等知識交匯命題,考查二次函數(shù)圖象與性質(zhì)的應(yīng)用,以選擇題、填空題的形式呈現(xiàn),有時也出現(xiàn)在解答題中,解題時要準(zhǔn)確運用二次函數(shù)的圖象與性質(zhì),掌握數(shù)形結(jié)合的思想方法.常見類型及解題策略: 1.圖象識別問題 辨析二次函數(shù)的圖象應(yīng)從開口方向、對稱軸、頂點坐標(biāo)以及圖象與坐標(biāo)軸的交點等
8、方面著手討論或逐項排除. 2.二次函數(shù)最值問題的類型及處理思路 (1)類型:a.對稱軸、區(qū)間都是給定的;b.對稱軸動、區(qū)間固定;c.對稱軸定、區(qū)間變動. (2)解決這類問題的思路:抓住“三點一軸”數(shù)形結(jié)合,三點是指區(qū)間的兩個端點和中點,一軸指的是對稱軸,結(jié)合配方法,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性及分類討論的思想即可完成. 3.解決一元二次方程根的分布問題的方法 常借助于二次函數(shù)的圖象數(shù)形結(jié)合來解,一般從:a.開口方向;b.對稱軸位置;c.判別式;d.端點函數(shù)值符號四個方面分析. 4.求解與二次函數(shù)有關(guān)的不等式恒成立問題 往往先對已知條件進行化簡,轉(zhuǎn)化為下面兩種情況: (1)ax2+bx+c>
9、0,a≠0恒成立的充要條件是. (2)ax2+bx+c<0,a≠0恒成立的充要條件是. 另外,也可以采取分離變量法,把問題轉(zhuǎn)化為不等式f(x)>A在區(qū)間D上恒成立,此時就等價于在區(qū)間D上f(x)min>A,接下來求出函數(shù)f(x)的最小值;若不等式f(x)
10、要考查二次函數(shù)的圖象和性質(zhì),熟練掌握二次函數(shù)的圖象和性質(zhì)是解答的關(guān)鍵. 4.已知函數(shù)fx=4x2-kx-8在5,20上具有單調(diào)性,則實數(shù)k的取值范圍為 A.-∞,40 B.160,+∞ C.40,160 D.-∞,40∪160,+∞ 典例5 已知函數(shù),若對于任意的都有,則實數(shù)的取值范圍為. 【答案】 【解析】根據(jù)題意,得 解得. 5.若函數(shù)fx=x2-2x+1在區(qū)間a,a+2上的最小值為4,則a的取值集合為 A.-3,3 B.-1,3 C.-3,3 D.-1,-3,3 1.若冪函數(shù)f(x)的圖象過點(2,2),則函數(shù)y=f(x)+1-x的最大值為 A
11、.1 B. C.2 D. 2.已知,,,則的大小關(guān)系是 A. B. C. D. 3.在區(qū)間內(nèi)任取一實數(shù),的圖象與軸有公共點的概率為 A. B. C. D. 4.已知,若為奇函數(shù),且在上單調(diào)遞增,則實數(shù)的值是 A.?1,3 B.,3 C.?1,,3 D.,,3 5.已知函數(shù)f(x)=ax-2+7(a>0且a≠1)的圖象恒過定點P,若定點P在冪函數(shù)g(x)的圖象上,則冪函數(shù)g(x)的圖象是 A. B. C. D. 6.已知函數(shù)的圖象如圖所示,則的大小關(guān)系為 A. B. C. D. 7.已知函數(shù),則 A.,使得 B. C.,使得
12、 D.,使得 8.已知:冪函數(shù)在上單調(diào)遞增;,則是的 A.充分不必要條件 B.必要不充分條件 C.充要條件 D.既不充分也不必要條件 9.已知冪函數(shù)的圖象過點,則函數(shù)在區(qū)間上的最小值是 A. B.0 C. D. 10.已知函數(shù)的定義域是R,則實數(shù)a的取值范圍是 A. B. C. D. 11.已知點在冪函數(shù)的圖象上,設(shè),則的大小關(guān)系為 A. B. C. D. 12.已知函數(shù)(其中,且)在區(qū)間上單調(diào)遞增,則函數(shù)的定義域為 A. B. C. D. 13.已知函數(shù)既是二次函數(shù)又是冪函數(shù),函數(shù)是上的奇函數(shù),函數(shù),則A.0 B.2018 C.4036
13、 D.4037 14.已知冪函數(shù)(α是實數(shù))的圖象經(jīng)過點,則f(4)的值為____________. 15.已知xα+x-α=25,x>1,α<0,則xα-x-α=____________. 16.若冪函數(shù)f(x)=(m2-2m+1)x2m-1在(0,+∞)上為增函數(shù),則實數(shù)m的值為____________. 17.已知函數(shù)y=x2-2x+a的定義域為R,值域為[0,+∞),則實數(shù)a的取值集合為____________. 18.已知函數(shù),則函數(shù)的最小值是__________. 19.已知實數(shù)滿足,則的取值范圍是__________. 20.已知二次函數(shù)f(x)的最小值為1,
14、且f(x)=f(2-x),f(0)=3. (1)求f(x)的解析式; (2)在區(qū)間[-1,1]上,y=f(x)的圖象恒在y=2x+2m+1的圖象上方,試確定實數(shù)m的取值范圍. 21.已知冪函數(shù)f(x)=(m-1)2xm2-4m+3(m∈R)在(0,+∞)上單調(diào)遞增. (1)求m的值及f(x)的解析式; (2)若函數(shù)g(x)=-3f(x)2+2ax+1-a在[0,2]上的最大值為3,求實數(shù)a的值. 22.已知fx=-4x2+4ax-4a-a2. (1)當(dāng)a=1,x∈1,3時,求函數(shù)fx的值域
15、; (2)若函數(shù)fx在區(qū)間0,1內(nèi)有最大值-5,求a的值. 23.已知函數(shù),其中為常數(shù). (1)若函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,求實數(shù)的取值范圍; (2)若,都有,求實數(shù)的取值范圍. 1.(2019年高考北京文數(shù))下列函數(shù)中,在區(qū)間(0,+)上單調(diào)遞增的是 A. B.y= C. D. 2.(2017年高考浙江卷)若函數(shù)f(x)=x2+ ax+b在區(qū)間[0,1]上的最大值是M,最小值是m,則M – m A.與a有關(guān),且與b有關(guān) B.與a有關(guān),但與b無關(guān) C.與a無關(guān),且與b無關(guān) D.與a無
16、關(guān),但與b有關(guān) 3.(2016年高考新課標(biāo)III卷文科)已知,則 A. B. C. D. 4.(2019年高考浙江卷)已知,函數(shù),若存在,使得,則實數(shù)的最大值是___________. 5.(2018年高考天津卷文科)已知a∈R,函數(shù)若對任意x∈[–3,+),f(x)≤恒成立,則a的取值范圍是__________. 6.(2017年高考北京卷文科)已知,,且x+y=1,則的取值范圍是_________. 變式拓展 1.【答案】-5,4 【解析】由題意知,故, 由于fx=x23=3x2為R上的偶函數(shù)且在0,+∞上單調(diào)遞增, f6x+3≤9即為f6x+3≤f27,
17、所以6x+3≤27,解得-5≤x≤4. 2.【答案】A 【解析】∵函數(shù)f(x)=(m2-m-1)xm2+2m-3是冪函數(shù), ∴m2-m-1=1,解得:m=2或m=-1, 當(dāng)m=2時,,其圖象與兩坐標(biāo)軸有交點,不符合題意; 當(dāng)m=-1時,,其圖象與兩坐標(biāo)軸都沒有交點,符合題意, 故m=-1. 故選A. 3.【答案】A 【解析】,, ,,即, , 故. 選A. 【名師點睛】本題主要考查了比較大小問題,其中解答中熟練運用冪函數(shù)與指數(shù)函數(shù)的圖象與性質(zhì)是解答的關(guān)鍵,著重考查了推理與運算能力.求解時,根據(jù)冪函數(shù)在上為單調(diào)遞增函數(shù),得出,再根據(jù)指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)得,即可得到結(jié)論.
18、4.【答案】D
【解析】因為函數(shù)fx=4x2-kx-8在5,20上具有單調(diào)性,所以或,解得k≥160或k≤40.
故實數(shù)k的取值范圍為-∞,40∪160,+∞.
選D.
5.【答案】C
【解析】∵函數(shù)f(x)=x2﹣2x+1=(x﹣1)2,
∴函數(shù)f(x)圖象的對稱軸為x=1,
∵在區(qū)間[a,a+2]上的最小值為4,
∴當(dāng)1≤a時,函數(shù)的最小值為f(a)=(a﹣1)2=4,則a=﹣1(舍去)或a=3;
當(dāng)a+2≤1,即a≤﹣1時,函數(shù)的最小值為f(a+2)=(a+1)2=4,則a=1(舍去)或a=﹣3;
當(dāng)a<1<a+2,即-1
19、
故滿足條件的a的取值集合為{﹣3,3}.
故選C.
考點沖關(guān)
1.【答案】B
【解析】設(shè)(是常數(shù)),
∵f(x)的圖象過點(2,2),∴=2,
則,
則f(x)=x,y=x+1-x=-x-122+54,
故其最大值為.
故選B.
2.【答案】C
【解析】易知冪函數(shù)在上是減函數(shù),
,,即.
故選C.
3.【答案】D
【解析】∵函數(shù)的圖象與軸有公共點,∴,解得或.
由幾何概型概率公式可得所求概率為.
故選D.
【名師點睛】解答幾何概型問題的關(guān)鍵在于弄清題中的考察對象和對象的活動范圍,當(dāng)考察對象為點,且點的活動范圍在線段上時,可用線段長度比計算,然后根據(jù)公式 20、計算即可.求解本題時,先由二次函數(shù)的判別式大于等于零求出實數(shù)的取值范圍,再根據(jù)幾何概型概率公式求解.
4.【答案】B
【解析】因為在上單調(diào)遞增,所以,排除選項A,C;
當(dāng)時,為非奇非偶函數(shù),不滿足條件,排除D,
故選B.
【名師點睛】分別研究五個冪函數(shù)的奇偶性與單調(diào)性,從而可得結(jié)果.特殊法是“小題小做”的重要策略,排除法解答選擇題是高中數(shù)學(xué)一種常見的解題思路和方法,這種方法既可以提高做題速度和效率,又能提高準(zhǔn)確性,這種方法主要適合下列題型:(1)求值問題(可將選項逐個驗證);(2)求范圍問題(可在選項中取特殊值,逐一排除);(3)圖象問題(可以用函數(shù)性質(zhì)及特殊點排除);(4)解方程、 21、求解析式、求通項、求前項和公式問題等等.
5.【答案】D
【解析】由題意知,f2=a2-2+7=8,則定點P2,8,
設(shè)冪函數(shù)為gx=xα(是常數(shù)),
將P2,8代入得2α=8,故α=3,
即gx=x3,圖象為D中的圖象.
故選D.
6.【答案】A
【解析】由圖象可知,,得.
故選A.
【名師點睛】本題主要結(jié)合函數(shù)圖象,考查指數(shù)函數(shù)和冪函數(shù)的比較大小問題,解決本題的關(guān)鍵是尋找中間值.
7.【答案】B
【解析】,函數(shù)的定義域為,函數(shù)的值域為,并且函數(shù)是單調(diào)遞增函數(shù),這樣A不成立,C根據(jù)單調(diào)性可知也不成立,D應(yīng)改為,故選B.
8.【答案】A
【解析】由題意,命題冪函數(shù)在 22、上單調(diào)遞增,則,又,
所以是的充分不必要條件.
故選A.
9.【答案】B
【解析】由題設(shè)得,
故在上單調(diào)遞增,
則當(dāng)時取最小值,最小值為.
應(yīng)選B.
10.【答案】B
【解析】由題意,要使函數(shù)的定義域是,
則對任意實數(shù)都成立,
當(dāng)時顯然成立;
當(dāng)時,需,解得.
綜上,的取值范圍為.
故選B.
11.【答案】D
【解析】由題可得:,解得:,
所以,
因為,,,
又,
所以,
由在上單調(diào)遞增,可得,
所以.
故選D.
12.【答案】B
【解析】∵函數(shù)(其中,且)在區(qū)間上單調(diào)遞增,
∴
令.
故選B.
13.【答案】D
【解析】因為函數(shù) 23、既是二次函數(shù)又是冪函數(shù),所以,
因此,因此
故選D.
14.【答案】2
【解析】因為冪函數(shù)的圖象過點,所以,解得,
所以,則.
故答案為2.
15.【答案】
【解析】由xα+x-α=25,得(xα+x-α)2=x2α+x-2α+2=20,解得x2α+x-2α=18,
則(xα-x-α)2=x2α+x-2α-2=18-2=16,
因為x>1,α<0,所以根據(jù)冪函數(shù)的單調(diào)性,可得xα 24、或m=2.
當(dāng)m=0時,f(x)=x-1,在(0,+∞)上為減函數(shù),不符合題意;
當(dāng)m=2時,f(x)=x3,在(0,+∞)上為增函數(shù),符合題意.
故答案為2.
17.【答案】{1}
【解析】因為x2-2x+a=(x-1)2+a-1,y=(x-1)2+a-1的定義域為R,值域為[0,+∞),所以a-1=0,即a=1,所以a的取值集合為{1}.
故答案為{1}.
18.【答案】
【解析】設(shè),則可化為
當(dāng)時,有最小值,
即時,函數(shù)的最小值是.
故答案為.
【名師點睛】求函數(shù)最值的常見方法有:
①配方法:若函數(shù)為一元二次函數(shù),常采用配方法求函數(shù)值域,其關(guān)鍵在于正確化成完全平 25、方式,并且一定要先確定其定義域;
②換元法:常用代數(shù)或三角代換法,用換元法求值域時需認(rèn)真分析換元參數(shù)的范圍變化;
③不等式法:借助于基本不等式求函數(shù)的值域,用不等式法求值域時,要注意基本不等式的使用條件“一正、二定、三相等”;
④單調(diào)性法:首先確定函數(shù)的定義域,然后準(zhǔn)確地找出其單調(diào)區(qū)間,最后再根據(jù)其單調(diào)性求出函數(shù)的最值;
⑤圖象法:畫出函數(shù)圖象,根據(jù)圖象的最高和最低點求最值.
19.【答案】
【解析】由,可得.
又,所以,解得.
所以.
結(jié)合,
可得.
故答案為.
【名師點睛】本題主要考查求二次函數(shù)值域,需要注意定義域,屬于中檔題.求解時,先由得,再由,利用二次函數(shù)性質(zhì) 26、求值域即可.
20.【答案】(1)f(x)=2x2-4x+3;(2)(-∞,-1).
【解析】(1)根據(jù)題意,f(x)是二次函數(shù),且f(x)=f(2-x),
可得函數(shù)f(x)的對稱軸為x=1,
又其最小值為1,可設(shè)f(x)=a(x-1)2+1,
又因為f(0)=3,則a+1=3,解可得a=2,
則f(x)=2(x-1)2+1=2x2-4x+3.
(2)根據(jù)題意,2x2-4x+3>2x+2m+1在[-1,1]上恒成立,化簡得m 27、-1,
故m的取值范圍為(-∞,-1).
21.【答案】(1)f(x)=x3;(2)a=±2.
【解析】(1)冪函數(shù)fx=(m-1)2xm2-4m+3m∈R在0,+∞上單調(diào)遞增,
故,
解得:m=0,
故fx=x3.
(2)由于fx=x3,
所以函數(shù)gx=-3f(x)2+2ax+1-a=-x2+2ax+1-a,
則函數(shù)圖象為開口方向向下的拋物線,對稱軸為x=a,
由于在0,2上的最大值為3,
①當(dāng)a≥2時,gx在0,2上單調(diào)遞增,
故:g(x)max=g2=3a-3=3,
解得a=2.
②當(dāng)a≤0時,gx在0,2上單調(diào)遞減,
故:g(x)max=g0=1-a=3,
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